FR2959305A1 - An optical device and method of inspection objects structures. - Google Patents

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FR2959305A1 FR1053173A FR1053173A FR2959305A1 FR 2959305 A1 FR2959305 A1 FR 2959305A1 FR 1053173 A FR1053173 A FR 1053173A FR 1053173 A FR1053173 A FR 1053173A FR 2959305 A1 FR2959305 A1 FR 2959305A1
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif microscope d'inspection d'objets structurés comprenant une caméra, des moyens optiques d'imagerie aptes à produire sur la caméra une image de l'objet selon un champ de vue et comprenant un objectif distal disposé du côté de l'objet, et un interféromètre à faible cohérence infrarouge comprenant un faisceau de mesure apte à produire des mesures par interférences entre des rétro-réflexion dudit faisceau de mesure et au moins une référence optique distincte. The present invention relates to a structured object inspection microscope device comprising a camera, optical imaging means capable of producing on a camera image of the object in a field of view and including a distal lens disposed on the side of the object, and a low coherence infrared interferometer comprising a measuring beam capable of producing action by interference between retroreflection of said measurement beam and at least one separate optical reference. Le dispositif comprend en outre des moyens de couplage permettant de d'insérer le faisceau de mesure dans les moyens optiques d'imagerie de telle sorte qu'il traverse l'objectif distal, et l'interféromètre à faible cohérence infrarouge est équilibré de telle sorte que seules les rétro-réflexions du faisceau de mesure ayant lieu à des distances optiques proches de la distance optique parcourue par ledit faisceau jusqu'à l'objet produisent des mesures. The device further comprises coupling means for inserting the measuring beam in the optical imaging means such that it passes through the distal lens, and the low coherence infrared interferometer is balanced so that only back reflections of the measurement beam occurring at optical distances near the optical distance traveled by said beam to the object produce measures.

Description

-1- « Dispositif optique et procédé d'inspection d'objets structurés » -1 "Optical Apparatus and method for inspecting structured objects"

Domaine technique La présente invention concerne un dispositif d'inspection tridimensionnelle d'objets structurés. Technical Field This invention relates to a three-dimensional inspection device structured objects. Elle vise également un procédé d'inspection d'objets structurés mis en oeuvre dans ce dispositif. It also provides a method for inspecting structured objects used in this device. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui de la mesure et du contrôle dimensionnel des dispositifs dans 10 le domaine des microsystèmes (MEMs) et en microélectronique. The field of the invention is more particularly but are not limited to that of the measurement and the dimensional inspection devices 10 in the field of systems (MEMS) and micro-electronics. Etat de la technique antérieure Les techniques de fabrication en microélectronique et dans les microsystèmes (MEMs, MOEMs) évoluent notamment vers la réalisation de structures volumiques complexes, aptes à permettre une meilleure intégration 15 en volume des fonctions de ces systèmes. State of the art manufacturing techniques in microelectronics and in microsystems (MEMS, MOEMS) evolve to include the production of complex volumetric structures capable of allowing better integration in volume 15 of the functions of these systems. L'évolution de ces techniques engendre une évolution des besoins en moyens de mesure et de contrôle dimensionnel, précisément pour mieux prendre en compte cet aspect volumique. The evolution of these techniques generates changing needs of measuring and dimensional control, specifically to better address this volume look. Les techniques de mesure optiques, en particulier à base d'imagerie et 20 d'interférométrie, sont largement utilisées pour leur aptitude à s'intégrer dans les environnements industriels et à fournir des informations précises dans des gammes de mesures allant de quelques millimètres à moins que le nanomètre. optical measurement techniques, especially imaging basis and 20 interferometry, are widely used for their ability to integrate into industrial environments and to provide accurate information in measurement ranges from a few millimeters less the nanometer. Elles présentent l'avantage de permettre des mesures sans contact, sans dégradation ni préparation des échantillons, avec des dispositifs 25 dont le coût reste raisonnable. They have the advantage of allowing non-contact measurements without degradation or sample preparation, with 25 devices, the cost is reasonable. On connaît en particulier les techniques d'imagerie basées sur de la microscopie conventionnelle, usuellement en réflexion, qui permettent d'inspecter des surfaces et des motifs et d'effectuer par analyse d'image des mesures dimensionnelles dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe 30 d'observation. Known especially imaging techniques based on conventional microscopy, usually in reflection, that allow to inspect surfaces and patterns and perform image analysis of measurements in a plane substantially perpendicular to the axis 30 of observation. Ces dispositifs comprennent habituellement une source de lumière, une caméra et une optique d'imagerie de grandissement adapté. These devices typically include a light source, a camera and imaging optics adapted magnification. Leur résolution latérale, de l'ordre du micromètre, est pour l'essentiel déterminée par le phénomène de diffraction optique, le grandissement et la qualité des optiques. Their lateral resolution of the order of micrometer, is essentially determined by the phenomenon of optical diffraction, the magnification and the quality of the optics. Les mesures se font habituellement dans la partie visible -2- ou proche ultraviolet du spectre lumineux, ce qui permet de limiter la diffraction et d'utiliser des caméras et des optiques de coût raisonnable. The measurements are usually in the visible or near ultraviolet -2- of the light spectrum, which allows to limit the diffraction and to use cameras and optical reasonable cost. Dans le but d'obtenir des mesures quantitatives en profondeur (parallèlement à l'axe d'observation), la microscopie d'imagerie peut être complétée par des mesures interférentielles, selon des techniques de microscopie interférométrique. In order to obtain quantitative measures long (parallel to the axis of observation), the imaging microscopy may be supplemented by interferential action, as interference microscopy techniques. Le dispositif est alors complété par un interféromètre qui permet de superposer sur la caméra la lumière issue de la surface de l'objet à mesurer (l'onde de mesure) et une onde lumineuse de référence issue de la même source et réfléchie par une surface de référence. The device is then completed by an interferometer which allows to superimpose on the light the camera end of the surface of the object to be measured (the measurement wave) and a reference light wave from the source and reflected from a surface reference.

On obtient ainsi des interférences entre les ondes de mesure et de référence qui permettent de mesurer la topologie d'une surface avec une résolution en profondeur de l'ordre du nanomètre. interference is thus obtained between the measurement wave and reference wave to measure the topology of a surface with a depth resolution of one nanometer. Pour des raisons de mise en oeuvre similaires au cas de la microscopie d'imagerie, les mesures se font habituellement dans la partie visible du spectre lumineux. For reasons of implementation similar to the case of imaging microscopy, measurements are usually done in the visible light spectrum.

La microscopie interférométrique permet de faire efficacement par exemple des mesures de topographie sur une première surface, ou des mesures d'épaisseurs de couches minces sensiblement transparentes aux longueurs d'ondes utilisées. The interferometric microscopy makes it possible to efficiently, for example, topography measurements on a first surface, or measurements of thin films of thicknesses substantially transparent to the wavelengths used. Par contre elle permet difficilement des mesures d'épaisseur de matériaux supérieures à quelques dizaines de microns sans compensations optiques délicates à mettre en oeuvre, et bien entendu elle ne permet pas de mesurer des épaisseurs de silicium, dans la mesure où ce matériau n'est pas transparent aux longueurs d'ondes visibles. As against it makes it difficult material thickness measurements greater than a few tens of microns without delicate optical compensation to implement, and of course it does not allow to measure silicon thicknesses to the extent that this material is not not transparent to visible wavelengths. La problématique de la mesure des épaisseurs est efficacement résolue par des techniques de mesure interférométriques, en particulier basées sur l'interférométrie à faible cohérence dans l'infrarouge. The problem of measurement of thickness is effectively resolved by techniques of interferometric measurement, especially based on low coherence interferometry in the infrared. En effet, nombre de matériaux très utilisés en microélectronique ou dans les microsystèmes tel que le silicium ou l'arséniure de gallium sont sensiblement transparent pour des longueurs d'ondes dans le proche infrarouge. Indeed, many of materials widely used in microelectronics or in microsystems such as silicon or gallium arsenide are substantially transparent to wavelengths in the near infrared. Il s'agit en général de systèmes de mesures ponctuels, c'est-à-dire apte à mesurer une ou plusieurs hauteurs ou épaisseurs (dans le cas de mesures sur des empilements de couches) en un point de la surface de l'objet. This is generally time measures systems, that is to say capable of measuring one or more heights or thicknesses (in the case of measurements on multilayers) at a point of the surface of the object . Une autre problématique dans les microsystèmes et en microélectronique est la mesure de hauteurs de motifs présentant un rapport de profondeur sur largeur (également appelé facteur d'aspect ou « aspect ratio » en anglais) important. Another problem in microsystems and microelectronics is the pattern height measurement with a depth-width ratio (also called aspect ratio or "aspect ratio" in English) important. Ces motifs, réalisée notamment par gravure 2959305 -3- plasma profonde (« Deep RIE ») peuvent se présenter par exemple sous la forme de tranchées ou de trous de quelques micromètres de largeur sur plusieurs dizaines de micromètres de profondeur. These reasons, carried out in particular by etching 2959305 -3- deep plasma ( "Deep RIE") may be, for example in the form of trenches or holes of several micrometers wide by several tens of micrometers deep. La mesure de leur profondeur présente une difficulté particulière du fait précisément du facteur 5 d'aspect. The measuring depth has particular difficulty precisely because of the factor 5 appearance. Toutes les techniques basées sur un faisceau optique de mesure qui présente une ouverture numérique importante, ce qui inclut les techniques à base d'imagerie, interférométriques ou non, et les techniques confocales, sont inopérantes car le faisceau ne peut pas atteindre dans des conditions exploitables le fond des structures. All techniques based on optical measurement beam having a large numerical aperture, including imaging based techniques, interferometric or not, and confocal techniques are ineffective because the beam can not reach in the exploitable condition the bottom structures. 10 Le document FR 2 892 188 de Courteville décrit un procédé et un dispositif apte à mesurer la hauteur de motifs qui présentent un facteur d'aspect élevé. 10 The document FR 2892188 of Courteville discloses a method and apparatus capable of measuring the pattern height which exhibit a high aspect ratio. Le dispositif comprend un faisceau de mesure sensiblement ponctuel, qui couvre une zone limitée à la surface de l'objet. The device comprises a substantially punctual measurement beam, which covers a limited area on the surface of the object. La mesure de hauteur des motifs couverts par le faisceau est obtenue par division du front 15 d'onde incident entre les parties hautes et basses des motifs et mesure interférométrique des déphasages induits entre ces fractions de fronts d'ondes après une étape de filtrage modal. Measuring height of the grounds covered by the beam is obtained by dividing the front incident wave 15 between the upper and lower parts of the interferometric measurement units and the induced phase shifts between these fractions wavefronts after a modal filtering step. Le dispositif décrit dans FR 2 892 188 peut avantageusement être mis en oeuvre à des longueurs d'ondes infrarouges pour mesurer simultanément des épaisseurs de couches de matériaux 20 semiconducteurs. The device described in FR 2892188 can advantageously be carried out at infrared wavelengths to simultaneously measure material layer thicknesses 20 semiconductors. La caractérisation d'éléments en microélectronique ou dans les microsystèmes nécessite souvent simultanément des mesures de topologie et des mesures de hauteur ou d'épaisseur effectuées à des endroits particuliers. The characterization of elements in microelectronics or microsystems often requires simultaneously topology measurements and measurements of height or thickness performed at particular locations. La localisation de ces mesures de hauteur ou d'épaisseur doit parfois être très 25 précise, par exemple dans les applications de « chip level packaging » où des ouvertures ou vias de quelques micromètres de largeur espacés de plusieurs dizaines ou centaines de micromètres sont percés au travers du substrat semi-conducteur. The location of these measures of height or thickness may need to be very precise 25, for example in applications of "chip level packaging" where the openings or vias few micrometers wide spaced several tens or hundreds of microns are drilled through the semiconductor substrate. Dans d'autres cas, des mesures de hauteur ou d'épaisseur doivent être effectuées dans une zone d'étendue limitée pour ne prendre en 30 compte que certains motifs. In other cases, measures of height or thickness must be carried out in a wide area limited to only take into account that some 30 patterns. Dans tous ces cas, le faisceau de mesure infrarouge doit donc être précisément ajusté en position et/ou en grandissement à la surface de l'objet. In all these cases, the infrared measurement beam must be precisely adjusted in position and / or magnification on the surface of the object. On connaît le document FR 2 718 231 de Canteloup et al. Known document FR 2718231 Canteloup et al. qui décrit un procédé de mesure de hauteur ou d'épaisseur utilisant un faisceau de mesure 35 ponctuel dont la position est visualisée sur une caméra. which describes a height-measuring method or thickness using a one-time measuring beam 35 whose position is displayed on a camera. Le faisceau de -4- mesure traverse l'optique d'imagerie de la caméra de telle sorte à apparaitre dans le champ visualisé. -4- The measuring beam passes through the imaging optics of the camera so as to appear in the viewing field. Ce dispositif permet de positionner précisément le faisceau de mesure sur la surface de l'objet. This device allows precise positioning of the measuring beam on the surface of the object. Toutefois la longueur d'onde de mesure interférométrique est dans ce cas incluse dans les longueurs d'ondes d'imagerie pour lesquelles l'optique d'imagerie est optimisée. However, the interferometric measurement of wavelength in this case is included in the imaging wavelengths for which the optical imaging is optimized. Il s'agit d'une contrainte forte de la mise en oeuvre décrite dans FR 2 718 231, liée au fait notamment que les techniques de mesure interférométriques sont la plupart du temps très sensibles aux réflexions parasites, trajets optiques multiples et autres aberrations de fronts d'ondes qui apparaissent immanquablement lorsqu'une optique n'est pas optimisée pour la longueur d'onde d'utilisation. This is a major constraint to the implementation described in FR 2,718,231, related to the fact that such interferometric measurement techniques are usually very sensitive time to reflection, multiple optical paths and other fronts aberrations wave that inevitably occur when an optical is not optimized for the wavelength of use. En particulier, le procédé décrit dans FR 2 718 231 n'est pas transposable à un système de mesure interférométrique dans l'infrarouge. In particular, the method described in FR 2718231 can not be applied to an interferometric measurement system in the infrared. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'inspection d'objets structurés, apte à produire simultanément des mesures de 15 topographie, des mesures d'épaisseur de couches et de hauteur de motifs. The object of the present invention is to provide a structured objects inspection apparatus capable of simultaneously producing measures 15 topography, thickness measurement of layers and units of height. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un dispositif microscope d'inspection d'objets structurés comprenant : - une caméra, 20 - des moyens optiques d'imagerie aptes à produire sur la caméra une image de l'objet selon un champ de vue, lesquels moyens optiques d'imagerie comprenant un objectif distal disposé du côté de l'objet, et, - un interféromètre à faible cohérence infrarouge, comprenant un faisceau de mesure avec une pluralité de longueurs d'ondes infrarouges, apte à 25 produire des mesures par interférences entre des rétro-réflexions dudit faisceau de mesure et au moins une référence optique distincte, caractérisé en ce que : - il comprend en outre des moyens de couplage permettant de d'insérer le faisceau de mesure dans les moyens optiques d'imagerie de telle sorte qu'il 30 traverse l'objectif distal et qu'il intercepte ledit objet selon une zone de mesure sensiblement comprise dans le champ de vue des moyens d'imagerie, et - l'interféromètre DISCLOSURE OF THE INVENTION This object is achieved with a structured object inspection microscope device comprising: - a camera, 20 - optical imaging means capable of producing on a camera image of the object in a field view, which imaging optical means including a distal lens disposed on the object side, and - a low coherence infrared interferometer comprising a measuring beam with a plurality of infrared wavelengths, capable of producing 25 measures interference between back reflections of said measurement beam and at least one separate optical reference, characterized in that: - it further comprises coupling means for inserting the measuring beam in the optical imaging means 30 so that it passes through the distal lens and it intercepts said object in a measurement region substantially within the field of view of the imaging means, and - the interferometer à faible cohérence infrarouge est équilibré de telle sorte que seules les rétro-réflexions du faisceau de mesure ayant lieu à des 2959305 -5- distances optiques proches de la distance optique parcourue par ledit faisceau jusqu'à l'objet, définissant une étendue de mesure, produisent des mesures. low infrared consistency is balanced so that only the back reflections of the measurement beam occurring at optical distances 2959305 -5- near the optical distance traveled by said beam to the object, defining a measuring range produce measurements. L'objectif distal peut être conçu pour produire des images à des longueurs d'ondes visibles. The distal lens can be designed to produce images at visible wavelengths. Il peut comprendre un objectif de microscope. It may include a microscope objective. 5 Le système d'imagerie du dispositif selon l'invention peut ainsi comprendre des composants classiquement utilisés en microscopie, ce qui présente des avantages substantiels en termes de coûts et de développement industriel. 5 The imaging system of the device according to the invention may thus comprise components conventionally used in microscopy, which has substantial advantages in terms of cost and industrial development. La caméra peut être une caméra CCD. The camera can be a CCD camera. Le dispositif selon l'invention peut produire une image de l'objet à une 10 longueur d'onde optique ou dans une pluralité de longueurs d'ondes optiques sensiblement comprises dans une gamme s'étendant de 200 à 1100 nanomètres, soit dans le proche ultraviolet (200 à 400 nm environs), le visible (400 à 780 nm environs) et/ou le proche infrarouge (780 à 1100 nm environs). The device of the invention can produce an image of the object at a 10 Fiber wavelength or a plurality of optical wavelengths substantially within a range extending from 200 to 1100 nanometers, or in the close ultraviolet (200 to 400 nm vicinity), visible (400 to 780 nm near) and / or near infrared (780 to 1100 nm vicinity).

L'interféromètre à faible cohérence infrarouge peut produire, de manière non limitative, des mesures dimensionnelles effectuées selon des axes sensiblement parallèles à l'axe optique du système d'imagerie, tel que par exemple des mesures d'épaisseur de couches ou de hauteur. The low coherence infrared interferometer can produce, in a nonlimiting manner, of measurements performed according to axes substantially parallel to the optical axis of the imaging system, such as for example measurements of layer thickness or height. Grâce à l'utilisation de longueurs d'ondes infrarouges, ces mesures peuvent être effectuées au travers de matériaux qui ne sont pas transparents aux longueurs d'ondes visibles comme le silicium et l'arséniure de gallium. Through the use of infrared wavelengths, these measurements can be made through materials that are not transparent to visible wavelengths such as silicon and gallium arsenide. Le faisceau de mesure de l'interféromètre à faible cohérence peut comprendre des longueurs d'ondes comprises entre 1100 et 1700 nanomètres. The measuring beam of the interferometer low coherence may comprise wavelengths of between 1100 and 1700 nanometers. Il peut notamment comprendre des longueurs d'ondes localisées au voisinage de 1310 nm (nanomètres) et/ou de 1550 nm. It may especially comprise wavelengths located in the vicinity of 1310 nm (nanometers) and / or 1550 nm. Le dispositif selon l'invention permet ainsi, simultanément : - de visualiser, d'imager et de faire des mesures sur un échantillon ou un objet au moyen d'un système d'imagerie tel qu'un microscope, - et d'effectuer des mesures en des zones précisément identifiées de 30 l'objet avec l'interféromètre infrarouge. The device according to the invention thus makes it possible, simultaneously: - visualizing, imaging and make measurements on a sample or object by means of an imaging system such as a microscope, - and make measurements at precisely identified areas of the object 30 with infrared interferometer. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les mesures avec l'interféromètre infrarouge sont effectuées au travers de la partie distale de l'optique d'imagerie, ce qui permet une réelle intégration de toutes les mesures. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the measurements with the infrared interferometer are conducted through the distal portion of the imaging optics, which allows effective integration of all measurements. 2959305 -6- Cette configuration soulève une difficulté particulière car les interféromètres sont en général très sensibles aux réflexions parasites subies par le faisceau de mesure, qui dégradent rapidement les caractéristiques de phases mesurées. -6- 2959305 This configuration raises a particular difficulty because the interferometers are generally very sensitive to parasitic reflections undergone by the measurement beam, which rapidly degrade the measured phase characteristics. C'est pour cela qu'en général ils sont mis en oeuvre 5 séparément des systèmes d'imagerie, ou en tout cas avec des optiques optimisées pour leur longueur d'onde de travail, notamment du point de vue des traitements antireflets. This is why in general they are implemented separately 5 of imaging systems, or in any case with optics optimized for their wavelength of work, including the perspective of anti-reflective coatings. Ce problème est résolu dans le dispositif selon l'invention par la mise en oeuvre d'interféromètres qui permettent de définir une « fenêtre de 10 cohérence » correspondant sensiblement à l'étendue de mesure. This problem is solved in the device according to the invention by the implementation of interferometers that are used to define a "window 10 Consistency" substantially corresponding to the measurement range. De cette manière, seules les rétro-réflexions du faisceau de mesure, c'est-à-dire les réflexions retournant dans l'interféromètre qui ont eu lieu à des distances optiques prédéterminées correspondant à l'étendue de mesure, contribuent de manière sensible au phénomène d'interférences. In this way, only the retro-reflections of the measurement beam, that is to say returning reflections in the interferometer held at predetermined optical distances corresponding to the measuring ranges, contribute significantly to interference phenomenon. La distance optique est la 15 distance « vue » par la lumière, et correspond dans un milieu d'indice de réfraction n à la distance géométrique multipliée par l'indice n. The optical distance is the distance 15 "seen" by light, and is in a medium of refractive index n to the geometrical distance multiplied by the index n. Ainsi, la mesure n'est quasiment pas affectée par les perturbations que subit le faisceau de mesure dans l'optique d'imagerie. Thus, the measurement is largely unaffected by the disturbances undergone by the measurement beam into the imaging optics. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des premiers 20 moyens de grandissement permettant de changer le grandissement des moyens optiques d'imagerie de telle sorte à modifier simultanément le champ de vue et la dimension de la zone de mesure dans des proportions sensiblement identiques. The device of the invention can further comprise first means 20 magnification for changing the magnification of the optical imaging means so as to simultaneously change the field of view and the size of the measurement zone in substantially identical proportions . Ces premiers moyens de grandissement peuvent être des éléments 25 optiques traversés simultanément par le faisceau d'imagerie et le faisceau de mesure. These first magnification means 25 may be optical elements traversed simultaneously by the imaging beam and the measurement beam. Ils permettent d'ajuster simultanément la zone observée (le champ de vue) et la zone de mesure couverte par le faisceau de mesure à la surface de l'objet, de telle sorte à les adapter aux dimensions caractéristiques des motifs de l'objet à mesurer. They allow to simultaneously adjust the observed area (field of view) and the measurement area covered by the measurement beam on the surface of the object, so as to adapt them to the characteristics dimensions of the patterns of the object to measure.

Ces premiers moyens de grandissement peuvent comprendre au moins un élément parmi : - une tourelle équipée d'optiques de grandissements différents, tel que des objectifs de microscope, et - une optique à grandissement variable, tel qu'un zoom avec des lentilles 35 mobiles, ou des lentilles interchangeables. These first magnification means may comprise at least one of: - a fitted optical turret different magnifications, such as microscope objectives, and - an optical variable magnification, such as zoom 35 with movable lenses, or interchangeable lenses. -7- Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des seconds moyens de grandissement permettant de modifier le grandissement du faisceau de mesure, de telle sorte à modifier la dimension de la zone de mesure relativement au champ de vue. -7- The apparatus of the invention may further comprise second means of magnification for changing the magnification of the measuring beam, so as to change the size of the measurement zone with respect to the field of view.

Ces seconds moyens de grandissement, qui peuvent être des éléments optiques traversés uniquement par le faisceau de mesure, permettent de conférer au dispositif un degré de liberté supplémentaire pour le réglage de la dimension de la zone de mesure. These second means of magnification, which may be optical elements traversed only by the measurement beam, possible to give the device a degree of freedom for adjusting the size of the measurement area. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de 10 déplacement relatif de l'objet et des moyens optiques d'imagerie, permettant de positionner le champ de vue à l'endroit désiré sur l'objet. The device of the invention may further comprise means 10 for relative movement of the object and the optical imaging means, for positioning the field of view at the desired location on the object. Le dispositif selon l'invention peut comprendre également des moyens de déplacement relatif de l'objet et du faisceau de mesure, c'est-à-dire permettant de déplacer la zone de mesure dans le champ de vue. The device of the invention may also comprise means for relative displacement of the object and the measurement beam, that is to say for moving the measurement area in the field of view. 15 Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens d'éclairage, produisant un faisceau d'éclairage avec des longueurs d'ondes visibles, disposés de telle sorte à illuminer l'objet au travers de l'objectif distal. 15 The device of the invention may further comprise lighting means, producing an illumination beam with visible wavelengths, so arranged to illuminate the object through the distal lens. Cette configuration correspond à une configuration classique de microscopie en réflexion. This configuration corresponds to a conventional configuration reflection microscopy. 20 Suivant un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre, au niveau de l'objectif distal, un interféromètre à champ plein apte à produire sur la caméra des franges d'interférences superposées à l'image de l'objet, de telle sorte à en déduire une topographie de la surface de l'objet. 20 According to one embodiment, the device of the invention may further comprise, at the distal lens, a full field interferometer adapted to produce on the camera superimposed interference fringes in the image of the object, so as to derive a topography of the surface of the object. 25 Il existe différentes façon bien connues de réaliser de tels interféromètres à plein champ, tels que les interféromètres de Michelson, Mirau, Linnik, etc.... Leur principe consiste à prélever une partie du faisceau d'éclairage, à le faire se réfléchir sur une surface de référence et à le superposer à la lumière réfléchie par l'objet sur la caméra. 25 There are various well known how to make such interferometers field, such as Michelson interferometers, Mirau, Linnik, etc .... Their principle is to take a portion of the light beam, to make him think himself on a reference surface and to superimpose it to the light reflected by the object on the camera. Les franges 30 d'interférences ainsi produites permettent de calculer une mesure d'altitude de la surface de l'objet en chaque point de l'image, et ainsi d'en déduire sa forme dans l'espace. The fringes 30 thus produced interference possible to calculate an altitude of measuring the surface of the object at each point of the image, and thus deduce its shape in space. L'interféromètre à champ plein peut comprendre un élément dichroïque sensiblement transparent aux longueurs d'ondes du faisceau de mesure. The full field interferometer may comprise a dichroic element substantially transparent to the wavelengths of the measurement beam. Cet 35 élément dichroïque peut être par exemple, suivant le type d'interféromètre 2959305 -8- utilisé, un miroir, une lame séparatrice ou un cube séparateur. This dichroic element 35 may be, for example, depending on the type of interferometer used -8- 2,959,305, a mirror, a beam splitter or a beam splitter cube. Il peut être disposé de telle sorte que le faisceau de mesure interférométrique infrarouge subisse un minimum de réflexions en traversant l'interféromètre à champ plein, qui reste pleinement fonctionnel aux longueurs d'ondes utiles du 5 système d'imagerie. It may be arranged such that the infrared undergo a minimum interferometric measuring beam reflections across the full field interferometer, which remains fully functional to useful wavelengths of the imaging system 5. Suivant ce mode de réalisation, le dispositif selon l'invention permet d'effectuer simultanément des mesures de profilométrie, c'est-à-dire de la forme tridimensionnelle de la surface de l'objet et des mesures accessibles uniquement grâce à l'interférométrie infrarouge. According to this embodiment, the device of the invention allows simultaneous profilometry measurements, that is to say the three-dimensional shape of the surface of the object and measures only accessible through interferometry infrared.

Suivant un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens d'éclairage disposés à l'opposé de l'objet par rapport aux moyens d'imagerie, comprenant une source de lumière avec des longueurs d'ondes supérieures à un micromètre. According to one embodiment, the device of the invention may further comprise lighting means disposed opposite the object relative to the imaging means, comprising a light source with a wavelength greater one micrometer. Suivant ce mode de réalisation, les mesures sont donc faites en transmission. According to this embodiment, the measurements are therefore made in transmission. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant pour effectuer des mesures avec l'interféromètre infrarouge du côté de la face arrière (c'est-à-dire du substrat) de composants microélectronique par exemple. This embodiment is particularly advantageous for measurement with infrared interferometer toward the rear side (that is to say, the substrate) of microelectronic components, for example. Il est ainsi possible de visualiser, sous formes de variations de densité lumineuse, des zones particulièrement opaques telles que des pistes métalliques pour positionner la zone de mesure de l'interféromètre infrarouge précisément par rapport à ces éléments. It is thus possible to visualize, in the form of light density variations, particularly opaque areas such as metal tracks to position the measuring area of ​​the infrared interferometer precisely relative to these elements. Il est possible de mettre en oeuvre ce mode de réalisation avec des caméras dont le capteur est à base de silicium, qui conservent une sensibilité suffisante à des longueurs d'onde supérieures à 1 micromètre pour lesquelles le substrat silicium de l'objet devient transparent. It is possible to implement this embodiment with cameras which the sensor is based on silicon, which retain sufficient sensitivity to wavelengths greater than 1 micrometer in which the silicon substrate of the object becomes transparent. L'interféromètre à faible cohérence infrarouge mis en oeuvre dans un dispositif selon l'invention peut, de manière non limitative, permettre de mesurer dans l'étendue de mesure au moins l'un des éléments suivants : - l'épaisseur optique d'au moins une couche de matériau sensiblement transparent à des longueurs d'ondes du faisceau de mesure, - l'épaisseur optique de couches d'un empilement de matériaux sensiblement transparents à des longueurs d'ondes du faisceau de mesure, dont les indices de réfraction sont sensiblement différents entre couches adjacentes, 2959305 -9- - la hauteur de motifs dont au moins une partie haute et au moins une partie basse sont incluses dans la zone de mesure, selon par exemple le procédé décrit dans FR 2 892 188, - la hauteur absolue, dans l'étendue de mesure, de points de contact du 5 faisceau de mesure avec l'objet, - la différence de hauteur entre des points de contact du faisceau de mesure avec l'objet en des positions différentes The low coherence infrared interferometer implemented in a device according to the invention may, without limitation, capable of measuring in the measuring range at least one of the following: - the optical thickness of at least one layer of material substantially transparent to wavelengths of the measurement beam, - the optical thickness of layers of a stack of substantially transparent material to wavelength of the measuring beam, whose refractive indices are changed between adjacent layers, 2959305 -9- - units of the height of which at least one upper and at least one lower part are included in the measurement zone, as for example the method described in FR 2892188, - the height absolute, in the measuring range, contact of the measurement beam 5 with the object point, - the height difference between the contact points of the measurement beam with the object at different positions sur l'objet. on the object. L'interféromètre à faible cohérence infrarouge mis en oeuvre dans un dispositif selon l'invention peut également permettre de faire des mesures 10 d'indices de réfractions, par exemple en mesurant des épaisseurs optiques de couches de matériaux dont l'épaisseur géométrique a pu être déterminée par ailleurs. The low coherence infrared interferometer implemented in a device according to the invention may also allow to make measurements 10 of refractive indices, for example by measuring the optical thicknesses of layers of materials of which the geometric thickness could be otherwise determined. Ce type de mesures peut par exemple permettre de vérifier la nature d'un matériau. Such measures may for example allow to verify the nature of a material. Pour visualiser la zone de mesure dans le champ de vue, le dispositif 15 selon l'invention peut comprendre en outre un faisceau de visualisation superposé au faisceau de mesure, lequel faisceau de visualisation comprenant au moins une longueur d'onde détectable par la caméra. To view the measurement area in the field of view, the device 15 according to the invention may further comprise a display beam superimposed on the measuring beam, wherein viewing beam comprising at least one detectable wavelength by the camera. Ce faisceau de visualisation peut être ajusté de telle sorte qu'il intercepte la surface de l'objet selon la zone de mesure, ce qui permet de visualiser cette 20 dernière directement sur l'image produite par la caméra. This display beam can be adjusted so that the cut surface of the object according to the measurement area, which allows viewing the latter 20 directly on the image produced by the camera. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de traitement numérique et d'affichage, aptes à produire une image du champ de vue comprenant un affichage de la zone de mesure. The device according to the invention may comprise further digital processing and display means capable of producing an image field of view comprising a measuring area display. Cet affichage de la zone de mesure peut être généré par des moyens 25 logiciels et superposé à l'image de la surface de l'objet. This display of the measurement zone can be generated by software means 25 and superimposed on the image of the surface of the object. Suivant un autre aspect, il est proposé un procédé d'inspection d'objets structurés comprenant : - une production, sur une caméra, d'une image de l'objet selon un champ de vue, mettant en oeuvre un objectif distal disposé du côté de l'objet, et, 30 - une production de mesures par interférences entre des rétro-réflexions d'un faisceau de mesure et au moins une référence optique distincte, à partir d'un interféromètre à faible cohérence infrarouge émettant ce faisceau de mesure avec une pluralité de longueurs d'ondes infrarouges, caractérisé en ce que : 2959305 -10- - il comprend en outre un couplage permettant d'insérer le faisceau de mesure dans les moyens optiques d'imagerie de telle sorte qu'il traverse l'objectif distal et qu'il intercepte ledit objet selon une zone de mesure sensiblement comprise dans le champ de vue des moyens d'imagerie, et 5 - l'interféromètre à faible cohérence infrarouge est équilibré de telle sorte que seules les rétro-réflexion According to another aspect, there is provided a method of inspecting structured objects comprising: - a production, a camera, an image of the object in a field of view, implementing a distal lens disposed on the side of the object, and 30 to 1 output measures by interference between retro-reflection of a measuring beam and at least one separate optical reference, from a low coherence interferometer infrared emitting this measurement beam with a plurality of infrared wavelengths, characterized in that: 2959305 -10- - it further comprises a coupling for inserting the measuring beam in the optical imaging means such that it passes through the lens distal and it intercepts said object in a measurement region substantially within the field of view of the imaging means, and 5 - the low coherence infrared interferometer is balanced such that only the retroreflection s du faisceau de mesure ayant lieu à des distances optiques proches de la distance optique parcourue par ledit faisceau jusqu'à l'objet, définissant une étendue de mesure, produisent des mesures. s of the measurement beam occurring at optical distances near the optical distance traveled by said beam to the object, defining a measuring range, produce measures. La localisation de la zone de mesure dans l'image du champ de vue peut 10 être mémorisée lors d'un calibrage préalable, en particulier lorsque la position du faisceau de mesure dans les moyens d'imagerie, donc dans le champ de vue, est fixe. The location of the measuring area in the image field of view 10 may be stored during a prior calibration, especially when the position of the measuring beam in the imaging means, so in the field of view is fixed. Suivant un aspect particulièrement avantageux du dispositif selon l'invention, les informations issues de la caméra et de l'interféromètre à faible 15 cohérence peuvent être combinées pour produire une représentation tridimensionnelle de l'objet. According to a particularly advantageous aspect of the device according to the invention, the information obtained from the camera and interferometer 15 low coherence can be combined to produce a three dimensional representation of the object. On obtient ainsi une représentation de l'objet suivant des aspects complémentaires, qui fournit des informations très utiles et difficilement accessibles avec des systèmes distincts. This gives a representation of the next object complementary aspects, which provides very useful and easily accessible information with separate systems. En effet, il est possible notamment : 20 - de faire des mesures d'épaisseurs de couches ou de hauteur de motifs localisées de manière très précise par rapport à des éléments caractéristiques de l'objet, identifiés sur sa surface ou en transparence, - de générer une représentation tridimensionnelle de l'objet incluant la forme de la surface et l'épaisseur de couches sous jacentes précisément 25 localisées par rapport à cette surface, - pour l'analyse de motifs à forts facteurs d'aspect (étroits et profonds) pour lesquels la profilométrie seule est inopérante, de compléter une représentation tridimensionnelle de la surface obtenue par profilométrie par la représentation des motifs avec leur profondeur réelle mesurée avec 30 l'interférométrie infrarouge. Indeed, it is possible in particular: 20 - to make measurements of thicknesses of layers or height of localized patterns very accurately relative to the characteristic features of the object, identified on the surface or transparency, - of generating a three dimensional representation of the object including the shape of the surface and the thickness of layers 25 underlying precisely localized with respect to this surface, - for the analysis of patterns with high aspect factors (narrow and deep) to which the sole profilometry is inoperative, to complete a three-dimensional representation of the surface obtained by profilometry representation patterns with their actual depth measured with 30 infrared interferometry. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : -11- - la figure 1 illustre un mode de réalisation de dispositif d'inspection selon l'invention, - la figure 2 illustre des modes de réalisation d'interféromètres à champ plein dans un dispositif d'inspection selon l'invention, selon, figure 2a, la configuration dite de Michelson et, figure 2b, la configuration dite de Mirau, - la figure 3 illustre un mode de réalisation d'un interféromètre à faible cohérence infrarouge dans un dispositif d'inspection selon l'invention, - la figure 4b illustre des mesures d'épaisseur de couches obtenues avec un dispositif d'inspection selon l'invention, pour une position à la surface d'un objet illustrée à la figure 4a, - la figure 5b illustre des mesures de hauteur de motif obte Description of figures and embodiments Other advantages and features of the invention appear on reading the detailed description of implementations and not limiting embodiments, and the following accompanying drawings: -11- - Figure 1 illustrates an embodiment of the inspection device according to the invention, - Figure 2 illustrates embodiments of full field interferometer in an inspection device according to the invention, in figure 2a, said configuration Michelson and 2b, said configuration Mirau, - Figure 3 illustrates an embodiment of a low coherence infrared interferometer in an inspection device according to the invention, - Figure 4b illustrates thickness measurements layers obtained with an inspection device according to the invention for a position on the surface of an object shown in Figure 4a - Figure 5b illustrates the pattern height measurements obte nues avec un dispositif d'inspection selon l'invention, pour une position à la surface d'un objet illustrée à la figure 5a. bare with an inspection device according to the invention for a position on the surface of an object illustrated in Figure 5a. En référence à la figure 1, un dispositif d'inspection selon l'invention 15 comprend une voie d'imagerie et une voie de mesures interférométriques, destinées à fournir des mesures sur un objet à inspecter 4. La voie d'imagerie comprend une caméra 1, équipée d'un capteur matriciel CCD 17. Elle comprend également des moyens optiques d'imagerie 2 aptes à former une image 50 de l'objet 4 sur le capteur 17 de la caméra 1, 20 selon un champ de vue sensiblement proportionnel au grandissement des moyens optiques d'imagerie 2 et à la dimension du capteur 17. Les moyens optiques d'imagerie 2 comprennent, selon une configuration classique en microscopie, un objectif distal 3 disposé du côté de l'objet et un relais optique ou lentille de tube 23, qui sont traversés par le faisceau 25 d'imagerie 22 constitué de la lumière issue de l'objet 4 et projetée sur le capteur 17 de la caméra 1. L'objectif distal 3 est un objectif de microscope optimisé pour des longueurs d'ondes visi Referring to Figure 1, an inspection device 15 according to the invention comprises an imaging path and a path of interferometric measurements, for providing measurements on an object to be inspected 4. The imaging path comprises a camera 1, equipped with a CCD matrix sensor 17. it also comprises optical imaging means 2 suitable for forming an 50 image of the object 4 on the sensor 17 of the camera 1, 20 in a substantially proportional to field magnification of the optical imaging means 2 and the dimension of the sensor 17. the optical imaging means 2 comprise, according to a conventional configuration in microscopy, a distal lens 3 arranged on the side of the object and an optical relay lens, or tube 23, which are traversed by the 25 imaging beam 22 comprised of light from the object 4 and projected onto the sensor 17 of the camera 1. the distal lens 3 is a microscope objective optimized for lengths wave visi bles. ble. La voie de mesure interférométrique infrarouge comprend un faisceau de mesure 6 infrarouge inséré dans les moyens optiques d'imagerie 2 par des 30 moyens de couplage 7 de telle sorte qu'il soit incident sur l'objet 4 selon une zone de mesure essentiellement comprise dans le champ de vue de la voie d'imagerie. Infrared interferometric measuring channel includes an infrared measuring beam 6 inserted into the optical imaging means 2 by 30 coupling means 7 such that it is incident on the object 4 according to a measurement area substantially comprised in the field of view of the imaging path. Le faisceau de mesure 6 est issu d'un interféromètre à faible cohérence infrarouge 5 et amené par une fibre optique monomode 21 à un collimateur 35 20. Ce collimateur 20 forme un faisceau sensiblement collimaté 6 qui est 2959305 -12- inséré dans les moyens optiques d'imagerie 2 par une lame séparatrice, de préférence dichroïque 7. L'utilisation d'une lame dichroïque, qui réfléchit le rayonnement infrarouge et transmet la lumière visible, n'est pas indispensable au fonctionnement du dispositif mais elle permet de minimiser les pertes et 5 les réflexions parasites aussi bien dans la voie d'imagerie que dans la voie de mesure interférométrique. The measuring beam 6 is derived from a low coherence infrared interferometer 5 and supplied through a single mode optical fiber 21 to a collimator 20. This collimator 20 35 form a substantially collimated beam 6 which is 2959305 -12- inserted in the optical means 2 by imaging a beam splitter, preferably dichroic 7. the use of a dichroic plate which reflects infrared radiation and transmits visible light, is not essential to the functioning of the device but it minimizes losses 5 and parasitic reflections in both the imaging path in the path interferometric measurement. Le faisceau 6, sensiblement collimaté et dévié par la lame dichroïque 7, se propage dans les moyens optiques d'imagerie 2 selon une direction sensiblement parallèle à leur axe optique 24 pour être focalisé sur l'objet par l'objectif distal 3. Le collimateur 20 et l'objectif distal 3 10 constituent un système d'imagerie qui image le coeur de la fibre 21 dont est issu le faisceau de mesure 6 sur l'objet 4. La zone de mesure couverte par le faisceau de mesure 6 sur l'objet 4 est déterminée par le grandissement du système d'imagerie 20 et 3, la diffraction et l'effet éventuel d'une légère défocalisation du faisceau de mesure 6. The beam 6 substantially collimated and deflected by the dichroic plate 7, propagates in the optical imaging means 2 in a direction substantially parallel to their optical axis 24 to be focused on the object by the distal lens 3. The collimator 20 and the distal objective 3 10 constitute an imaging system that images the core of the fiber 21 from which the measuring beam 6 of the subject 4. the measurement area covered by the measuring beam 6 of the object 4 is determined by the magnification of the imaging system 20 and 3, the diffraction and the possible effect of a slight defocusing of the measuring beam 6.

Lorsque le faisceau de mesure 6 est incident sur l'objet 4 selon une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de ce dernier, dans des limites de tolérance dépendant son ouverture angulaire au niveau de l'objectif distal 3, les réflexions qui se produisent sur les interfaces de l'objet 4 sont recouplées dans la fibre optique 21 et traitées dans l'interféromètre 5. When the measuring beam 6 is incident on the object 4 in a direction substantially perpendicular to the surface thereof, in the tolerance limits dependent on its angular opening at the distal lens 3, the reflections occurring on of the object 4 interfaces are recoupled in the optical fiber 21 and processed in the interferometer 5.

Le dispositif selon l'invention comprend des moyens de déplacement 10 qui permettent de positionner le champ de vue à l'endroit désiré sur l'objet 4. Ces moyens de déplacement comprennent des moyens de déplacement dans le plan perpendiculaire à l'axe optique 24 du porte échantillon supportant l'objet 4, et des moyens de déplacement dans la direction de l'axe optique 24 de l'ensemble du système par rapport à l'objet 4. Le dispositif selon l'invention comprend des moyens permettant de changer le grandissement, de telle sorte à : - former sur la caméra 1 une image dont le champ de vue à la surface de l'objet 4 est adapté aux dimensions des motifs à inspecter, et - ajuster la zone de mesure de telle sorte qu'elle soit également adaptée aux dimensions des motifs de l'objet 4, Le grandissement est ajusté en modifiant le grandissement d'éléments optiques insérés entre la lame dichroïque 7 et l'objet 4 et traversés simultanément par les faisceaux de mesure 6 et d'imag The device of the invention comprises displacement means 10 which enable to position the field of view at the desired location on the object 4. These moving means comprise means for movement in the plane perpendicular to the optical axis 24 the sample holder which supports the object 4, and displacement means in the direction of the optical axis 24 of the entire system relative to the object 4. the device according to the invention comprises means for changing the magnification, so: - forming on the camera 1 an image with a field of view on the surface of the object 4 is adapted to the dimensions of patterns to be inspected, and - adjusting the measurement zone so that it is also adapted to the dimensions of the patterns of the object 4, the magnification is adjusted by changing the magnification of optical elements inserted between the dichroic plate 7 and the object 4 and simultaneously traversed by the measuring beams 6 and imag erie 22, de telle sorte -13- à affecter simultanément le champ de vue et la dimension de la zone de mesure dans des proportions sensiblement identiques. series 22, such -13- simultaneously affect the field of view and the size of the measurement zone in substantially equal proportions. Le grandissement est modifié en changeant l'objectif de microscope 3, de telle sorte à obtenir sur la voie d'imagerie des grandissements de l'ordre de x2 à x50 principalement. The magnification is changed by changing the microscope objective 3, so as to obtain on the imaging path of the order of magnification of x2 to x50 mainly. Suivant le niveau d'automatisation recherché, le dispositif selon l'invention est équipé d'une tourelle porte-objectifs, éventuellement motorisée, qui permet de changer l'objectif 3 aisément. Depending on the desired level of automation, the device according to the invention is equipped with a revolving nosepiece, optionally motorized, that allows to change the target 3 easily. En ajustant le grandissement de cette manière, on ajuste simultanément les dimensions physiques du champ de vue (visualisé sur la caméra 1) et de la zone de mesure (de la métrologie infrarouge) à la surface de l'objet, dans les proportions sensiblement similaires. By adjusting the magnification in this manner, simultaneously adjusts the physical dimensions of the field of view (shown on the camera 1) and the measuring zone (infrared metrology) on the surface of the object, in substantially similar proportions . En d'autres termes, avec un objectif 3 de grandissement x20, on visualise sur l'objet 4 un champ deux fois plus petit qu'avec un objectif x10, et la taille de la zone de mesure sur l'objet 4 est également sensiblement deux fois plus petite. In other words, with a target of 3 x20 magnification, is visualized on the object 4 twice a smaller field with a 10x lens, and the size of the measurement area on the object 4 is also substantially smallest twice. Cela permet ainsi d'adapter en une opération la résolution de l'imagerie et de la métrologie infrarouge aux caractéristiques de l'objet 4. Il est aussi intéressant de noter que la taille en pixels de la zone de mesure telle que « vue » par le détecteur 17 de la caméra 1 est sensiblement indépendante du grandissement de l'objectif 3, et que donc on peut positionner précisément cette zone de mesure en se servant de l'imagerie à tous les grandissements. This makes it possible to adapt an operation solving imaging and infrared metrology characteristics of the object 4. It is also interesting to note that the pixel size of the measuring area as "seen" by the sensor 17 of the camera 1 is substantially independent of the magnification of the lens 3, and thus can precisely position the measurement zone by using imaging at all magnifications. Le dispositif selon l'invention comprend une source de lumière 12 dont le spectre d'émission comprend des longueurs d'ondes visibles. The device of the invention comprises a light source 12, the emission spectrum comprises visible wavelengths. Cette source de lumière 12 comprend des diodes électroluminescentes (LED) blanches. This light source 12 comprises light emitting diodes (LED) white. Elle émet un faisceau d'éclairage 25 qui illumine l'objet 4 de telle sorte à en permettre l'imagerie par réflexion. It emits a light beam 25 that illuminates the object 4 so as to allow imaging reflection. Pour des raisons de clarté, le faisceau d'éclairage 25 n'est pas présenté sur la figure 1 après la lame 18. En référence à la figure 3, l'interféromètre 5 est un interféromètre à faible cohérence fonctionnant dans l'infrarouge, à des longueurs d'ondes pour lesquelles beaucoup de matériaux usuels en microélectronique tels que le silicium sont sensiblement transparents. For clarity reasons, the illuminating beam 25 is not shown in Figure 1 after the blade 18. Referring to Figure 3, the interferometer 5 is a low coherence interferometer operating in the infrared, wave lengths for which many common materials in microelectronics such as silicon are substantially transparent. L'interféromètre 5 est destiné à fonctionner au travers des moyens d'imagerie 2 et notamment de l'objectif distal 3 qui sont optimisés pour des longueurs d'ondes visibles, standards en microscopie. The interferometer 5 is intended to run through the imaging means 2 and in particular of the distal lens 3 which are optimized for visible wavelengths, standard microscopy. Or on sait que les traitements antireflets des optiques optimisés pour des longueurs d'ondes visibles tendent à augmenter au contraire sensiblement la réflectivité des -14- surfaces dans l'infrarouge, parfois jusqu'à 30%, ce qui constitue des conditions de mesure très sévères pour l'interférométrie infrarouge. It is known that the antireflection treatment of optical optimized for visible wavelengths tend to increase on the contrary substantially the reflectivity of the surfaces -14- in the infrared, sometimes up to 30%, which constitutes the measurement conditions very severe for infrared interferometry. Le procédé mis en oeuvre dans l'interféromètre 5 permet précisément de le rendre pratiquement insensible aux réflexions parasites. The method used in the interferometer 5 specifically enables to make it practically insensitive to stray reflections.

Ce résultat est atteint en mettant en oeuvre un principe d'interférométrie à faible cohérence dans lequel seules les réflexions du faisceau de mesure 6 ayant eu lieu dans une zone ou étendue de mesure englobant les interfaces de l'objet 4 (ou du moins à une distance optique équivalente à la distance optique entre le collimateur 20 et l'objet 4 le long du faisceau 6) peuvent provoquer des interférences exploitables. This is achieved by implementing a principle of low-coherence interferometry in which only the reflection of the measuring beam 6 having taken place in an area where measurement range including the interfaces of the object 4 (or at least a optical distance equivalent to the optical distance between the collimator 20 and the object 4 along the beam 6) can cause interference exploitable. Le coeur de l'interféromètre 5 est un double interféromètre de Michelson à base de fibres optiques monomodes. The heart of the interferometer 5 is a double Michelson interferometer-based single-mode optical fibers. Il est illuminé par une source de lumière fibrée 42 qui est une diode superluminescente (SLD) dont la longueur d'onde centrale est de l'ordre de 1300 nm à 1350 nm et la largeur spectrale de l'ordre de 60 nm. It is illuminated by a light source 42 which is fibered a superluminescent diode (SLD) whose central wavelength is about 1300 nm to 1350 nm and the spectral width of the order of 60 nm. Le choix de cette longueur d'onde correspond en notamment à des critères de disponibilité des composants. The choice of this wavelength corresponds in particular to component availability criteria. La lumière issue de la source est dirigée au travers du coupleur 40 et de la fibre 21 vers le collimateur 20, pour constituer le faisceau de mesure 6. Une partie du faisceau est réfléchie dans la fibre 21 au niveau du collimateur 20, pour constituer l'onde de référence. The light from the source is directed through the coupler 40 and fiber 21 to the collimator 20 to form the measurement beam 6. A portion of the beam is reflected back into the fiber 21 at the collimator 20 to form the reference wave. Les rétroréflexions issues de l'objet 4 sont couplées dans la fibre 21 et dirigées avec l'onde de référence vers l'interféromètre de décodage construit autour du coupleur à fibres 41. Cet interféromètre de décodage a une fonction de corrélateur optique dont les deux bras sont, respectivement, une référence fixe 44 et une ligne à retard temporelle 45. Les signaux réfléchis au niveau de la référence 44 et de la ligne à retard 45 sont combinés, au travers du coupleur 41, sur un détecteur 43 qui est une photodiode. Back reflections from the object 4 are coupled into the fiber 21 and directed with the reference wave to the decoding interferometer constructed around the fiber coupler 41. This decoding interferometer has an optical correlator function whose two arms are, respectively, a fixed reference 44 and a time delay line 45. the signals reflected at the reference 44 and the delay line 45 are combined, through the coupler 41, a detector 43 which is a photodiode. La fonction de la ligne à retard 45 est d'introduire un retard optique entre les ondes incidentes et réfléchies, variable au cours du temps d'une manière connue, obtenu par exemple par le déplacement d'un miroir. The function of the delay line 45 is to introduce an optical delay between the incident and reflected waves, variable over time in a known manner, obtained for example by moving a mirror. La longueur des bras 44 et 45 de l'interféromètre de décodage 41 est ajustée de telle sorte à permettre de reproduire avec la ligne à retard 45 les différences de trajets optiques entre l'onde de référence réfléchie au niveau du collimateur 20 et les rétroréflexions issues de l'objet 4, auquel cas on obtient au niveau du détecteur 43 un pic d'interférence 52 dont la forme et -15- largeur dépendent des caractéristiques spectrales de la source 42 (plus le spectre de la source 42 est large, plus le pic d'interférence 52 est étroit). The length of the arms 44 and 45 of the decoding interferometer 41 is adjusted so as to permit to reproduce the delay line 45 the differences in optical paths between the reference wave reflected at the collimator 20 and back reflections from of the object 4, in which case there is obtained at the detector 43 an interference peak 52 whose shape and -15- width depend on spectral characteristics of the source 42 (plus the spectrum of the source 42, the larger the interference peak 52 is narrow). Ainsi, l'étendue de mesure est déterminée par la différence de longueur optique entre les bras 44 et 45 de l'interféromètre de décodage 41, et par la course maximale de la ligne à retard 45. En outre, comme l'onde de référence est générée au niveau du collimateur 20 à l'extérieur du système d'imagerie 2, les réflexions parasites dans le système optiques ne contribuent pas de manière significative aux interférences. Thus, the measuring range is determined by the optical length difference between the arms 44 and 45 of the decoding interferometer 41, and by the maximum stroke of the delay line 45. In addition, as the reference wave is generated at the collimator 20 to the outside of the imaging system 2, stray reflections into the optical system does not contribute significantly to interference. Les figures 4 et 5 présentent des exemples de mesures illustrant le fonctionnement du dispositif, après acquisition et traitement sur un ordinateur 16. Les mesures ponctuelles sont réalisées avec l'interféromètre infrarouge en des points précis de la surface de l'objet 4, à des positions 51 visualisées sur les images 50 de ce dernier, de telle sorte à produire une représentation de l'objet 4. Figures 4 and 5 show examples of steps illustrating the operation of the device, after acquisition and processing on a computer 16. The point measurements are carried out with infrared interferometer at specific points on the surface of the object 4, to positions 51 displayed on the images 50 of the latter, so as to produce a representation of the object 4.

La figure 4 présente un exemple de mesure d'épaisseur. 4 shows an example of measurement of thickness. La figure 4b présente un signal interférométrique 52 obtenu avec l'interféromètre 5, qui correspond à une mesure d'épaisseur d'une couche de silicium Ts suivie d'un espace d'air Tg. Chaque interface rencontrée par le faisceau de mesure 6 et donnant lieu à une rétro-réflexion produit un pic d'interférence. Figure 4b shows an interferometric signal 52 obtained with the interferometer 5, which corresponds to a thickness measurement of a silicon layer followed by a Tg Ts air space. Each interface encountered by the measuring beam 6 and resulting in a retro-reflection produces an interference peak. Les distances entre les pics correspondent à l'épaisseur optique de la couche, qu'il faut diviser par l'indice de réfraction pour avoir l'épaisseur réelle. The distance between the peaks correspond to the optical thickness of the layer, it must be divided by the refractive index for the actual thickness. La figure 4a présente l'image 50 de la surface de l'objet 4 avec la localisation 51 du lieu de la mesure. Figure 4a shows the image 50 of the surface of the object 4 with the location 51 of the place of measurement. La figure 5 présente un exemple de mesure de hauteur de motifs obtenue avec l'interféromètre 5 tel que mis en oeuvre selon le procédé décrit dans FR 2 892 188, par division de front d'ondes. Figure 5 shows an example of units of height measurement obtained with the interferometer 5 as implemented by the method described in FR 2,892,188, by wavefront division. Les motifs mesurés sont des trous. The measured patterns are holes. La figure 5b présente un signal interférométrique 52 obtenu avec l'interféromètre 5, pour une mesure de hauteur H d'un trou. Figure 5b shows an interferometric signal 52 obtained with the interferometer 5 for measuring height H of a hole. La surface et le fond du trou réfléchissent chacun une fraction du front d'onde du faisceau de mesure 6 incident, produisant ainsi un pic d'interférence. The surface and the bottom of the hole each reflect a fraction of the wave front of the incident beam is 6, thereby producing an interference peak. La distance entre les pics correspond à la hauteur H du trou. The distance between the peaks corresponds to the height H of the hole. La figure 5a présente l'image 50 de la surface de l'objet 4 avec la localisation 51 du lieu de la mesure. Figure 5a shows the image 50 of the surface of the object 4 with the location 51 of the place of measurement. Dans la mesure où l'on reproduit dans la ligne à retard 45 les différences de trajets optiques entre l'onde de référence générée dans le collimateur 6 et les réflexions issues de l'objet 4, l'interféromètre 5 peut être utilisé pour 2959305 -16- mesurer des distances ou altitudes absolues sur l'objet. Insofar as is reproduced in the delay line 45 the differences in optical paths between the reference wave generated in the collimator 6 and the reflections from the object 4, the interferometer 5 can be used to 2959305 - 16- measuring absolute distances or altitudes on the object. En effet, la position des pics d'interférence 52 dans l'étendue de mesure dépend de la distance optique entre l'interface correspondante de l'objet 4 et le collimateur 20 le long du trajet parcouru par le faisceau de mesure 6. Il est ainsi possible de 5 mesurer des hauteurs de motifs ou d'autres éléments de relief, ou une topologie, en déplaçant l'objet 4 relativement au système d'imagerie 2 et en relevant l'évolution de la position des pics d'interférences 52 dans l'étendue de mesure. Indeed, the position of the interfering peaks 52 in the measuring range depends on the optical distance between the corresponding interface of the object 4 and the collimator 20 along the path traveled by the measuring beam 6. It is 5 thus possible to measure the heights of patterns or other raised elements, or topology, by moving the object 4 relative to the imaging system 2 and noting the change in position of the interference peaks 52 in the measuring range. La localisation de la zone de mesure dans l'image 50 est effectuée par 10 une opération de calibrage préalable du dispositif, de telle sorte à pouvoir superposer à l'image visualisée un repère correspondant à la position de cette zone de mesure. The location of the measuring area in the image 50 is carried out with 10 a prior calibration operation of the device, so as to be superimposed on the image displayed a mark corresponding to the position of the measurement area. Ce repère est visible à la position 51 dans l'image 50 de la figure 5a. This mark is visible at position 51 in the image 50 of Figure 5a. Le calibrage peut être effectué par exemple en disposant à la place de l'objet une carte de visualisation infrarouge qui permet de voir sur la 15 caméra le faisceau de mesure infrarouge 6. Suivant un mode de réalisation, un faisceau de lumière 15 avec des longueurs d'ondes détectables par la caméra 1 est superposé au faisceau de mesure 6. Cette superposition peut être effectuée par exemple au moyen d'un coupleur à fibre inséré au niveau de l'interféromètre 5 avant le collimateur 20. The calibration can be performed for example by disposing the place of the object an infrared viewing card which allows to see on the camera 15 the infrared measuring beam 6. According to one embodiment, a light beam 15 with lengths wave detectable by the camera 1 is superimposed on the measuring beam 6. the superposition may be carried out for example by means of a fiber coupler inserted at the interferometer 5 before the collimator 20.

20 Ce faisceau de visualisation 15 parcourt sensiblement le même trajet que le faisceau de mesure 6 dans le système d'imagerie 2 et produit sur la surface de l'objet 4 une tâche détectable par la caméra 1, visible par exemple à la figure 5a. This display 20 of beam 15 traverses substantially the same path as the measuring beam 6 in the imaging system 2 and produced on the surface of the object 4 a detectable task by the camera 1, seen for example in Figure 5a. Il est ainsi possible de visualiser directement sur l'image 50 la position de la zone de mesure sans calibrage préalable. It is thus possible to directly visualize the image 50 the position of the measurement area without prior calibration.

25 En référence à la figure 2, suivant un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend en outre un interféromètre à champ plein 13, inséré au niveau de l'objectif distal 3. Cet interféromètre à champ plein 13 permet de transformer le dispositif d'imagerie en profilomètre optique, apte à produire une cartographie d'altitude ou une représentation tridimensionnelle 30 de la surface de l'objet 4. L'altitude de la surface est obtenue selon des procédés bien connus, en superposant à la lumière réfléchie par l'objet 4 sur le capteur 17 de la caméra 1 une onde de référence issue de la même source lumineuse 12 et ayant parcouru sensiblement la même distance optique jusqu'au capteur 17 que ladite lumière réfléchie par l'objet 4. Cette onde de 35 référence est générée par un miroir de référence 31 situé dans un des bras de 2959305 -17- l'interféromètre 13. Elle produit sur le capteur 17 des franges d'interférence dont la forme dépend de la 25 Referring to FIG 2, according to one embodiment, the device according to the invention further comprises a full field interferometer 13, inserted at the distal lens 3. This interferometer field 13 allows to transform the imaging device optical profilometer, capable of producing an elevation map or a three-dimensional representation 30 of the surface of the object 4. the elevation of the surface is obtained according to well known methods, by superimposing on the reflected light by the object 4 on the sensor 17 of the camera 1 an exit reference wave of the same light source 12 and having traveled substantially the same distance to the optical sensor 17 that said light reflected by the object 4. This wave 35 reference is generated by a reference mirror 31 in one arm of the interferometer -17- 2959305 13. it occurs on the sensor 17 of the interference fringes whose shape depends on the différence de forme entre le miroir de référence 31 et la surface de l'objet 4. En exécutant une séquence de mesure dans laquelle on fait varier par exemple d'une manière prédéterminée la longueur relative 5 des bras de l'interféromètre 13, en déplaçant l'objet 4 ou l'ensemble constitué de l'objectif 3 et de l'interféromètre 13, on obtient une pluralité de figures d'interférences qui permettent de calculer la forme tridimensionnelle de la surface avec une grande précision. as the difference between the reference mirror 31 and the surface of the object 4. By performing a measuring sequence wherein is varied for example in a predetermined manner the relative length of the arms 5 of the interferometer 13, moving the object 4 or the assembly constituted by the objective 3 and the interferometer 13, is obtained a plurality of interference patterns which are used to calculate the three-dimensional surface shape with high accuracy. Différentes sortes d'interféromètres 13 sont utilisables, en fonction 10 notamment du grandissement et de la distance de travail des objectifs 3. Parmi des exemples représentatifs on trouve : - la configuration de Michelson, présentée à la figure 2a, selon laquelle un cube séparateur 30 (ou une lame séparatrice) est inséré sous l'objectif 3, et renvoie une fraction du faisceau d'éclairage incident 25 vers un miroir de 15 référence 31 ; Different kinds of interferometers 13 are usable, depending 10 including the magnification and working distance objectives 3. Some representative examples are: - the configuration of the Michelson, shown in Figure 2a, in which a splitter cube 30 (or beam splitter) is inserted under the lens 3, and returns a portion of the incident light beam 25 to a mirror 15 of reference 31; - la configuration de Linnik, qui est une variante de la configuration de Michelson et qui comprend un objectif 3 dans chaque bras de l'interféromètre 13, - La configuration de Mirau, présentée à la figure 2b, selon laquelle une 20 lame semi-réfléchissante 32 renvoie une fraction du faisceau d'éclairage incident 25 vers un miroir de référence 31 inséré au centre de ce faisceau 25. Pour des raisons de clarté, le faisceau d'éclairage 25 n'est pas présenté sur les figures 2a et 2b. - configuring Linnik, which is a variant of the Michelson configuration and comprises a lens 3 in each arm of the interferometer 13, - The Mirau configuration, shown in Figure 2b, in which a semireflecting plate 20 32 returns a portion of the incident light beam 25 towards a reference mirror 31 inserted in the center of the beam 25. for reasons of clarity, the illumination beam 25 is not shown in figures 2a and 2b. Seuls les faisceaux d'imagerie 22 issus des réflexions sur le miroir 31 et l'objet 4 sont représentés. Only the imaging beams 22 from the reflection on the mirror 31 and the object 4 are represented.

25 Pour intégrer l'interféromètre 5 dans le profilomètre, il est préférable de limiter la réflexion du faisceau de mesure 6 sur le miroir de référence 31. Cette condition n'est pas indispensable mais permet d'éviter la présence d'un pic parasite de forte intensité dans les mesures. 25 To integrate the interferometer 5 in the profiler, it is best to limit the reflection of the measuring beam 6 on the reference mirror 31. This condition is not essential but avoids the presence of a parasite peak intensive in measurements. Ce résultat est atteint en utilisant un élément séparateur 30 ou 32 dichroïque sensiblement transparent 30 aux longueurs d'ondes du faisceau de mesure 6, et qui présente la réflectivité désirée (par exemple de l'ordre de 50%) aux longueurs d'ondes du système d'imagerie. This result is achieved by using a separator element 30 or 32 dichroic 30 substantially transparent to the wavelengths of the measuring beam 6 and which has the desired reflectivity (e.g. of the order of 50%) at wavelengths of imaging system. Il est également possible de mettre en oeuvre un miroir de référence 31 dichroïque, qui réfléchit pas ou peu les longueurs d'onde du faisceau de mesure 6. 2959305 -18- Un dispositif selon l'invention intégrant un interféromètre infrarouge et un profilomètre optique permet de construire un modèle tridimensionnel d'un objet 4 en combinant l'ensemble des mesures dans une représentation unique. It is also possible to implement a reference mirror 31, dichroic, that little or no reflected wavelengths of the measurement beam 2959305 -18- 6. A device according to the invention incorporating an infrared interferometer and an optical profilometer allows to construct a three dimensional model of an object 4 by combining all the measures in a single representation. Ce dispositif est particulièrement efficace pour contrôler des gravures 5 étroites et profondes tels que les trous présentés à la figure 5a. This device is particularly effective in controlling narrow and deep engravings 5 ​​such that the holes shown in Figure 5a. En effet, du fait de l'ouverture numérique du faisceau d'imagerie 22 (c'est-à-dire le demi-rapport entre sa largeur au niveau de l'objectif 3 et la distance de l'objectif 3 au point de focalisation), le profilomètre optique ne peut pas accéder au fond des trous pour en mesurer la profondeur. Indeed, due to the numerical aperture of the imaging beam 22 (that is to say half the ratio between its width at the lens 3 and the distance of the lens 3 at the focusing point ), the optical profilometer can not access the bottom of the holes to measure depth. Cette mesure est par contre 10 accessible à l'interféromètre infrarouge 5 comme illustré à la figure 5. La combinaison des mesures permet ainsi d'obtenir une représentation tridimensionnelle de la surface plus complète, incluant les zones qui ne sont pas accessibles au profilomètre. This measurement is against 10 accessible to infrared interferometer 5 as shown in Figure 5. The combination of measures and provides a three-dimensional representation of most whole surface, including areas which are not accessible profilometer. Suivant un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend 15 une source de lumière 14 qui émet un faisceau 19 permettant d'éclairer l'objet 4 par transparence. According to one embodiment, the device according to the invention comprises 15 a light source 14 which emits a beam 19 to illuminate the object 4 by transparency. Ce mode de réalisation permet de réaliser une imagerie en transmission de l'objet 4. Pour des raisons de clarté, le faisceau d'éclairage 19 n'est pas présenté sur la figure 1 au-delà de l'objet 4. Pour des applications en microélectronique notamment, la source de 20 lumière 14 est conçue de telle sorte à présenter un spectre d'émission s'étendant dans le proche infrarouge jusqu'à des longueurs d'ondes supérieures à 1 micromètre, pour lesquelles le silicium n'est plus totalement opaque. This embodiment allows a transmission imaging of the object 4. For reasons of clarity, the light beam 19 is not shown in Figure 1 beyond the object 4. For applications especially in microelectronics, the source of light 20, 14 is designed so as to present an emission spectrum extending into the near infrared up to wavelengths greater than 1 micrometer wave, for which silicon is no longer totally opaque. Cette source de lumière 14 peut être une lampe halogène. This light source 14 may be a halogen lamp. Il est alors possible, même avec une caméra 1 dont le capteur 17 est à base de silicium, 25 d'obtenir une image en transparence permettant de localiser par exemple des éléments de circuits sur un wafer 4 pour effectuer avec l'interféromètre infrarouge 12, des mesures à des endroits précis par la face arrière du wafer à l'opposé des éléments gravés. It is then possible, even with a camera 1, the sensor 17 is based on silicon, 25 to obtain a transparent picture to locate for example circuit elements on a wafer 4 to perform with infrared interferometer 12, measurements at specific locations by the rear face of the wafer opposite the engraved elements. Suivant des modes de réalisation particuliers, il est possible de mettre en 30 oeuvre dans un dispositif selon l'invention une source de lumière 14 avec un spectre d'émission s'étendant dans le proche infrarouge (longueurs d'ondes entre 780 à 1100 nm environs) et/ou dans le proche ultraviolet (longueurs d'ondes entre 780 à 1100 nm environs), de faire de l'imagerie par réflexion de l'objet 4 à une ou une pluralité de ces longueurs d'ondes de la source 14. Il 2959305 -19- est également possible de mettre en oeuvre un interféromètre à champ plein 13 avec une telle source 14. Suivant des modes de réalisation particuliers, la caméra 1 peut comprendre tout dispositif apte à acquérir des images d'un objet 4, tel que 5 par exemple : - un capteur 17 matriciel de type CMOS, - des capteurs ponctuels ou en ligne associés à des moyens de balayage permettant de couvrir l'ensemble des points d'un champ de vue, - des capteurs ponctuels ou en ligne, éventuellement associés à des 1 According to particular embodiments, it is possible to 30 deals with a device according to the invention a light source 14 with an emission spectrum extending into the near infrared (wavelengths from 780 to 1100 nm Near) and / or near ultraviolet rays (wavelengths from 780 to 1100 nm vicinity), to make imaging reflection of the object 4 to one or a plurality of these wavelengths from the source 14 . 2959305 -19- It is also possible to implement a full field interferometer 13 with such source 14. According to particular embodiments, the camera 1 may comprise any device capable of acquiring images of an object 4, such as 5 for example: - a matrix 17 of the CMOS type sensor, - point sensors or line associated with the scanning means to cover all the points of a field of view, - point sensors or line , optionally combined with 1 0 moyens de balayage permettant d'acquérir des mesures sous forme de lignes. 0 scanning means for acquiring measurements as lines. Suivant des modes de réalisation particuliers : - les lames séparatrices 7 et 18 peuvent être remplacées par tous moyens de séparation de faisceaux, tels que des cubes séparateurs, des composants polarisés etc. According to particular embodiments: - the separating plates 7 and 18 may be replaced by any means for separating beams, such as separators cubes, polarized components etc. ; ; 15 - le collimateur 20 peut comprendre des moyens de déplacement 11 qui permettent de déplacer la position du faisceau de mesure 6, et donc la position de la zone de mesure sur l'objet relativement au champ de vue couvert par les moyens d'imagerie 2 ; 15 - the collimator 20 may comprise a moving means 11 which allow to move the position of the measuring beam 6, and thus the position of the measurement area on the object relative to the field of view covered by the imaging means 2 ; - le dispositif peut comprendre une optique additionnelle 8 à 20 grandissement variable, traversée simultanément par les faisceaux de mesure 6 et d'imagerie 22, et qui permet de modifier simultanément le champ de vue et la dimension de la zone de mesure à la surface de l'objet dans des proportions sensiblement identiques. - the device may comprise an additional optical 8-20 variable magnification, simultaneously traversed by the measuring beams 6 and imaging 22 and which can simultaneously change the field of view and the size of the measurement zone on the surface of the object in substantially the same proportions. Le grandissement de cette optique additionnelle 8 peut être ajusté de manière continue par déplacement 25 d'éléments optiques, ou de manière discrète par remplacement d'éléments optiques ; The magnification of the additional optical 8 can be adjusted continuously by movement of optical elements 25, or stepwise by replacement of optical elements; - le relais optique 23 peut comprendre une optique à grandissement variable, qui permet de faire varier sur la caméra 1 le champ de vue et la taille de la zone de mesure. - the relay optics 23 may include an optical variable magnification, which allows to vary the camera 1 the field of view and the size of the measurement area. Le grandissement peut être ajusté de manière 30 continue par déplacement d'éléments optiques, ou de manière discrète par remplacement d'éléments optiques ; The magnification can be adjusted to 30 by continuous displacement of optical elements, or stepwise by replacement of optical elements; - la source de lumière 12 peut comprendre une source halogène ; - the light source 12 may comprise a halogen source; - la source de lumière 12 peut comprendre toute source de lumière présentant un contenu spectral détectable par la caméra 1 ; - the light source 12 may comprise any light source having a spectral content detectable by the camera 1; 2959305 -20- - l'interféromètre 5 peut être mis en oeuvre à toutes longueurs d'onde infrarouge, notamment entre 1100 nm et 1700 nm, et notamment au voisinage de 1550 nm. 2959305 -20- - the interferometer 5 can be implemented in all lengths infrared wavelength, in particular between 1100 nm and 1700 nm, and in particular in the vicinity of 1550 nm. La source 40 peut être tout type de source ou combinaison de sources infrarouges, produisant une pluralité de longueurs 5 d'onde selon un spectre continu ou discontinu ; The source 40 may be any source or combination of infrared sources, producing a plurality of wave lengths 5 in a continuous or discontinuous spectrum; - L'interféromètre 5 peut comprendre tous types d'interféromètres à faible cohérence. - The interferometer 5 may include all types of interferometers low coherence. Ce peut être un interféromètre de Michelson simple avec une ligne à retard dans l'un des bras. This can be a simple Michelson interferometer with a delay line in one of the arms. les retards optiques peuvent être décodés dans le domaine fréquentiel par des techniques d'analyse spectrale ; optical delays can be decoded in the frequency domain by spectral analysis techniques; 10 - L'interféromètre 5 peut être partiellement ou totalement réalisé avec de l'optique en propagation libre. 10 - The interferometer 5 may be partially or completely carried out with the optical self propagation. L'interféromètre 5 peut également être partiellement ou totalement réalisé avec de l'optique intégrée, basée notamment sur des guides d'ondes planaires. The interferometer 5 may also be partly or wholly realized with integrated optics, in particular based on planar waveguides. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être 15 décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the examples to be 15 described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. REVENDICATIONS1. Dispositif microscope d'inspection d'objets structurés (4) comprenant : - une caméra (1), - des moyens optiques d'imagerie (2) aptes à produire sur la caméra (1) une image de l'objet (4) selon un champ de vue, lesquels moyens optiques d'imagerie (2) comprenant un objectif distal (3) disposé du côté de l'objet (4), et, - un interféromètre à faible cohérence infrarouge (5), comprenant un faisceau de mesure (6) avec une pluralité de longueurs d'ondes infrarouges, apte à produire des mesures par interférences entre des rétro-réflexions dudit faisceau de mesure (6) et au moins une référence optique distincte, caractérisé en ce que : - il comprend en outre des moyens de couplage (7) permettant de d'insérer le faisceau de mesure dans les moyens optiques d'imagerie (2) de telle sorte qu'il traverse l'objectif distal (3) et qu'il intercepte ledit objet (4) selon une zone de mesure sensiblement comprise dans le champ de vue des moyens d'imagerie (2), et - l'interféromètre Device microscope inspection of structured objects (4) comprising: - a camera (1), - optical imaging means (2) capable of producing on the camera (1) an image of the object (4) according a field of view, wherein the imaging optical means (2) including a distal lens (3) arranged on the side of the object (4), and - a low coherence infrared interferometer (5) comprising a measuring beam (6) with a plurality of infrared wavelengths, capable of producing action by interference between back reflections of said measuring beam (6) and at least one separate optical reference, characterized in that: - it further comprises coupling means (7) for inserting the measuring beam in the optical imaging means (2) such that it passes through the distal lens (3) and that it intercepts said object (4) according to a measurement area substantially within the field of view of the imaging means (2), and - the interferometer à faible cohérence infrarouge (5) est équilibré de telle sorte que seules les rétro-réflexions du faisceau de mesure (6) ayant lieu à des distances optiques proches de la distance optique parcourue par ledit faisceau (6) jusqu'à l'objet (4), définissant une étendue de mesure, produisent des mesures. low coherence infrared (5) is balanced so that only the back reflections of the measurement beam (6) occurring at optical distances near the optical distance traveled by said beam (6) to the object ( 4) defining a measuring range, produce measures.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objectif distal (3) est conçu pour produire des images à des longueurs d'ondes visibles. 2. Device according to Claim 1, characterized in that the distal lens (3) is arranged to produce images of visible wavelengths.
  3. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'objectif 30 distal (3) comprend un objectif de microscope. 3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the distal lens 30 (3) comprises a microscope objective.
  4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau de mesure (6) comprend des longueurs d'ondes comprises entre 1100 et 1700 nanomètres. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring beam (6) comprises wavelengths between 1100 and 1700 nanometers. 2959305 -22- 2959305 -22-
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des premiers moyens de grandissement (3, 8) permettant de changer le grandissement des moyens optiques d'imagerie (2) 5 de telle sorte à modifier simultanément le champ de vue et la dimension de la zone de mesure dans des proportions sensiblement identiques. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises first means for magnification (3, 8) for changing the magnification of the optical imaging means (2) 5 so as to modify simultaneously the field of view and the size of the measurement zone in substantially equal proportions.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de grandissement (3, 8) comprennent au moins un élément parmi 10 une tourelle équipée d'optiques de grandissements différents, et une optique à grandissement variable. 6. Device according to claim 5, characterized in that said first means of magnification (3, 8) comprise at least one member over 10 equipped optical turret different magnifications, and an optical variable magnification.
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des seconds moyens de grandissement (9) 15 permettant de modifier le grandissement du faisceau de mesure (6), de telle sorte à modifier la dimension de la zone de mesure relativement au champ de vue. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises second means of magnification (9) 15 for changing the magnification of the measuring beam (6), so as to change the size of the measurement zone with respect to the field of view.
  8. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 20 qu'il comprend en outre des moyens de déplacement (10) relatif de l'objet (4) et des moyens optiques d'imagerie (2). 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in 20 that it further comprises displacement means (10) relative to the object (4) and optical imaging means (2).
  9. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de déplacement (11) relatif de l'objet (4) 25 et du faisceau de mesure (6). 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises displacement means (11) relative to the object (4) and 25 of the measuring beam (6).
  10. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'éclairage (12), produisant un faisceau d'éclairage (25) avec des longueurs d'ondes visibles, disposé de telle sorte à illuminer l'objet (4) au travers de l'objectif distal (3). 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises illuminating means (12) producing an illuminating beam (25) with visible wavelengths, so arranged illuminating the object (4) through the distal lens (3).
  11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, au niveau de l'objectif distal (3), un interféromètre à champ plein (13) apte à produire sur la caméra (1) des franges d'interférences superposées à 2959305 -23- l'image de l'objet, de telle sorte à en déduire une topographie de la surface de l'objet (4). 11. Device according to claim 10, characterized in that it further comprises, at the distal lens (3), a full field interferometer (13) capable of producing on the camera (1) of the fringes 2959305 -23- superimposed interference image of the object, so as to derive a topography of the surface of the object (4).
  12. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que 5 l'interféromètre à champ plein comprend un élément dichroïque (30, 31, 32) sensiblement transparent aux longueurs d'ondes du faisceau de mesure (6). 12. Device according to claim 11, characterized in that 5 the interferometer field comprises a dichroic element (30, 31, 32) substantially transparent to the wavelengths of the measurement beam (6).
  13. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'éclairage (14) disposés à l'opposé de 10 l'objet par rapport aux moyens d'imagerie, comprenant une source de lumière avec des longueurs d'ondes supérieures à un micromètre. 13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises illuminating means (14) disposed opposite the object 10 relative to the imaging means, comprising a source of light with wavelength greater than one micrometer waves.
  14. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interféromètre à faible cohérence infrarouge (5) permet de mesurer 15 dans l'étendue de mesure au moins l'un des éléments suivants : - l'épaisseur optique d'au moins une couche de matériau sensiblement transparent à des longueurs d'ondes du faisceau de mesure, - la hauteur de motifs dont au moins une partie haute et au moins une partie basse sont incluses dans la zone de mesure, 20 - la hauteur absolue, dans l'étendue de mesure, de points de contact du faisceau de mesure (6) avec l'objet (4). 14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the interferometer low coherence infrared (5) measures 15 in the measuring range at least one of the following: - the optical thickness d at least one layer of material substantially transparent to wavelengths of the measurement beam, - units of the height of which at least one upper and at least one lower part are included in the measurement zone, 20 - the absolute height in the measuring range, contact points of the measuring beam (6) with the object (4). 17. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un faisceau de visualisation (15) superposé au 25 faisceau de mesure (6), lequel faisceau de visualisation (15) comprenant au moins une longueur d'onde détectable par la caméra (1). 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a display beam (15) superimposed on the measuring beam 25 (6), which display beam (15) comprising at least a length d detectable wave by the camera (1). 18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de traitement numérique et d'affichage 30 (16), aptes à produire une image du champ de vue comprenant un affichage de la zone de mesure. 18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for digital processing and display 30 (16), adapted to produce an image of the field of view including a display of the region of measured. 19. Procédé d'inspection d'objets structurés (4) comprenant : 2959305 -24- - une production, sur une caméra (1), d'une image de l'objet (4) selon un champ de vue, mettant en oeuvre un objectif distal (3) disposé du côté de l'objet (4), et, - une production de mesures par interférences entre des rétro-réflexions 5 d'un faisceau de mesure (6) et au moins une référence optique distincte, à partir d'un interféromètre à faible cohérence infrarouge (5) émettant ce faisceau de mesure (6) avec une pluralité de longueurs d'ondes infrarouges, caractérisé en ce que : - il comprend en outre un couplage (7) permettant d'insérer le faisceau de 10 mesure dans les moyens optiques d'imagerie (2) de telle sorte qu'il traverse l'objectif distal (3) et qu'il intercepte ledit objet (4) selon une zone de mesure sensiblement comprise dans le champ de vue des moyens d'imagerie (2), et - l'interféromètre à faible cohérence infrarouge (5) est équilibré de telle sorte que seules les r 19. A method of inspecting structured objects (4) comprising: 2959305 -24- - production on a camera (1), an image of the object (4) in a field of view, implementing a distal lens (3) arranged on the side of the object (4), and - an output measures by interference between back reflections 5 of a measuring beam (6) and at least one separate optical reference in from a low coherence infrared interferometer (5) emitting the measuring beam (6) with a plurality of infrared wavelengths, characterized in that: - it further comprises a coupling (7) for inserting the 10 measuring beam in the optical imaging means (2) such that it passes through the distal lens (3) and that it intercepts said object (4) in a measuring region substantially within the field of view imaging means (2), and - the low coherence infrared interferometer (5) is balanced so that only r étro-réflexions du faisceau de mesure (6) ayant lieu à 15 des distances optiques proches de la distance optique parcourue par ledit faisceau (6) jusqu'à l'objet (4), définissant une étendue de mesure, produisent des mesures. retro-reflections of the measurement beam (6) taking place at 15 the optical distances near the optical distance traveled by said beam (6) to the object (4) defining a measuring range, produce measures. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la localisation de 20 la zone de mesure dans l'image du champ de vue est mémorisée lors d'un calibrage préalable. 18. The method of claim 17, characterized in that the location of 20 the measurement area in the image field of view is stored in a previous calibration. 19. Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que les informations issues de la caméra (1) et de l'interféromètre à faible 25 cohérence (5) sont combinées pour produire une représentation tridimensionnel de l'objet (4). 19. A method according to one of claims 17 or 18, characterized in that the information obtained from the camera (1) and the interferometer 25 at low consistency (5) are combined to produce a three-dimensional representation of the object ( 4).
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